3.2. Методы кондуктометрии

Различают прямую кондуктометрию и кондуктометрическое титрование.

Прямой кондуктометрический метод анализа основан на зависимости электропроводности от концентрации. Используя стандартные растворы электролита, строят градуировочный график зависимости электропроводности от концентрации электролита. Затем определяют электропроводность анализируемого раствора и по графику находят его концентрацию. Прямая кондуктометрия используется для определения ряда физико-химических характеристик электролитов и растворов, например, степени и константы диссоциации слабых электролитов. Для расчета степени диссоциации слабого электролита α используют уравнение:

α. (3.2.1)

Константу диссоциации бинарного электролита можно рассчитать по уравнению

. (3.2.2)

Прямая кондуктометрия ограниченно применяется в аналитической химии, т.к. электропроводность раствора – величина аддитивная, определяемая наличием всех ионов в растворе. Метод используют для оценки чистоты растворителя, контроля качества морских, речных и минеральных вод.

Большее применение имеет кондуктометрическое титрование. В результате протекающей химической реакции между анализируемым электролитом и титрантом изменяется ионный состав раствора и его электропроводность. Для кондуктометрического титрования пригодны кислотно-основные или осадительные реакции, сопровождающиеся заметным изменением электропроводности вследствие образования малодиссоциирующих или малорастворимых соединений.

Титрование по методу нейтрализации

При титровании сильной кислоты HCl сильным основанием NaOH в растворе в любой момент находятся ионы и электропроводность раствора будет определяться их концентрациями и подвижностями.

По мере добавления титранта NaOH в анализируемый раствор

удельная электропроводность начнет резко снижаться (рис. 3.2.1.), т.к. ионы будут замещаться менее подвижными ионами (табл. 3.1.1.). После того, как вся кислота будет оттитрована, удельная электропроводность начнет повышаться за счет появления избытка ионов ОН ^–. Минимум на кривой титрования соответствует точке эквивалентности – конечной точке титрования (). При титровании смеси сильной и слабой кислот кривая имеет два излома, соответствующие двум точкам эквивалентности

(рис. 3.2.2): первая показывает объем щелочи, израсходованный на титрование сильной кислоты, а вторая – общий объем щелочи, израсходованный на титрование обеих кислот.

æ,

См⋅см^-1

, см³

Рис. 3.2.1. Кривая кондуктометрического титрования сильной кислоты сильным основанием

æ,

См⋅см^-1

, см³

Рис. 3.2.2. Кривая кондуктометрического титрования смеси сильной и слабой кислот

Титрование по методу осаждения

Вид кривой кондуктометрического титрования по методу осаждения зависит от концентрации и подвижности ионов и растворимости образующегося соединения.

Рассмотрим, как изменяется удельная электропроводность в процессе титрования раствора нитрата свинца (II) раствором сульфата натрия (рис. 3.2.3.)

,

.

До точки эквивалентности удельная электропроводность раствора будет снижаться, так как ион с подвижностью 69,5 См∙см²∙моль^-1 заменяется ионом с подвижностью 50,1 См∙см²∙моль^-1. Когда все ионы будут осаждены, прибавление титранта вызовет резкое увеличение электропроводности благодаря повышению концентрации ионов и в растворе. Зная точку эквивалентности и титр раствора , можно определить содержание в анализируемом растворе.

æ,

См⋅см^-1

, см³

Рис. 3.2.3. Кривая кондуктометрического титрования нитрата свинца (II) сульфатом натрия

Кондуктометрическое титрование обладает рядом достоинств:

- возможность титрования интенсивно окрашенных и мутных растворов;

• 
  дифференцированное титрование смесей веществ;
  
• 
  одновременное определение многих катионов ( и др.) и анионов ( и др.), некоторые смеси катионов могут быть определены без предварительного химического разделения;
  
• 
  возможность проведения автоматического анализа;
  
• 
  погрешность кондуктометрического титрования составляет не более 2-3%;
  
• 
  нижний предел определяемых концентраций составляет моль/ дм³.
  

<предыдущая страница | следующая страница>